Тепловой транзистор

Учёные из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) создали тепловой транзистор - необычный твердотельный прибор, который управляет проходящим через него потоком тепловой энергии.

В традиционных системах охлаждения электроники используются такие теплоотводящие и теплорассеивающие элементы, как металлические пластины, тепловые трубки, воздушные и жидкостные радиаторы, в некоторых случаях - элементы Пельтье. При этом время реакции системы на показания датчиков температуры измеряется в десятках секунд и минутах, что создаёт потенциальные проблемы с перегревом критически важных элементов. А тепловой транзистор реагирует на управляющий сигнал за микросекунды.

Канал прибора соединяет горячий и прохладный элементы системы. При изменении напряжения на управляющем электроде (затворе) в диапазоне от 2,5 до -2,5 В удельная теплопроводность канала меняется от 10 до 134 МВт/м²·K. То есть прибор реагирует на электрическое поле. Исследования на специально созданном измерительном стенде показали, что диапазон рабочих частот доходит до 1 МГц, а возможно, даже превышает этот уровень.

Находка открывает поле для тепловой схемотехники. Например, она позволяет создать транзисторные умножители температуры, по принципу действия подобные диодным умножителям напряжения. Вместо конденсаторов в них должны использоваться теплотронные элементы с повышенной теплоёмкостью. Преобразуя выделяемое низкопотенциальное тепло в высокопотенциальное, такие умножители помогут увеличить энергоэффективность электроники за счёт повторного использования энергии.